Question

【题目】以下是有关基因表达的实验探索，请根据实验分析以下问题。

实验一：用RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质的合成停止，再加入酵母RNA，蛋白质合成有所恢复。

实验二：用红绿色染料分别标记DNA和新合成的RNA，发现绿色总是先出现在红色存在的部位。

实验三：SP8噬菌体实验：从宿主细胞中分离出SP8的RNA，分别与噬菌体的2条DNA单链混合，发现只有一条DNA单链可与RNA形成杂交分子，如图所示实验四：α-鹅膏蕈碱实验：α-鹅膏蕈碱是一种可抑制RNA聚合酶活性的物质，且随着α-鹅膏蕈碱浓度和处理时间的増加，转录进程逐渐被抑制。

请分析以上实验：

（1）实验一说明蛋白质的合成可能与__________有关。

（2）实验二得出的结论是___________________________________。

（3）实验三中杂交分子形成的原理是________________，由此可知RNA合成的模板是____________。利用分子杂交技术可鉴定物种亲缘关系远近，原因是__________________________________。

（4）实验四说明了转录过程所需的酶是________________。已知酵母菌的核基因和线粒体中的质基因均能编码蛋白质的合成，如用α-鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测α-鹅膏蕈碱抑制的是____________（填“核基因”或“质基因”）的转录过程。

（5）四环素、链霉素等抗生素能抑制细菌的生长，它们有的能干扰细菌核糖体的形成，有的能阻止tRNA和mRNA的结合，请据以上事实说明这些抗生素可用于一些疾病治疗的道理： ________________。

Answer 1

【答案】mRNA（或RNA或酵母RNA） RNA合成（转录）场所在细胞核内（RNA合成（转录）场所在DNA附近） 碱基互补配对原则 b链 形成的杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列的一致性越高，说明物种之间关系越近 RNA聚合酶 核基因 抗生素通过干扰细菌核糖体的形成，或阻止tRNA和mRNA的结合，来干扰细菌蛋白质的合成，抑制细菌的生长，因此可用于因细菌感染而引起的疾病

【解析】

基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程，基因表达产物通常是蛋白质。基因表达包括转录和翻译。转录过程由RNA聚合酶进行，以DNA为模板，产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动，留下新合成的RNA链。翻译过程是以信使RNA（mRNA）为模板，指导合成蛋白质的过程。每个mRNA携带由遗传密码编码的蛋白质合成信息即三联体。mRNA的每个核苷酸三联体称为密码子，并且对应于与转运RNA中的反密码子三联体互补的结合位点。

（1）RNA分解，蛋白质合成停止，RNA合成，蛋白质合成恢复，实验一说明蛋白质的合成可能与mRNA（或RNA或酵母RNA）有关。

（2）RNA总是出现在DNA附近，说明RNA合成（转录）场所在细胞核内（RNA合成（转录）场所在DNA附近）

（3）实验三中杂交分子形成的原理是碱基互补配对原则（A-U，G-C,T-A，C-G）。DNA单链可与RNA形成杂交分子是b链，与RNA碱基互补配对，因此RNA合成的模板是b链。形成的杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，DNA碱基序列发生的变化越小，说明物种之间关系越近。

（4）加入抑制RNA聚合酶的物质，转录进程逐渐被抑制，说明转录过程需要RNA聚合酶。用α—鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，说明α—鹅膏蕈碱抑制的是核基因的转录，核内形成的mRNA通过核孔进入细胞质基质的RNA含量才显著减少。

（5）核糖体、tRNA和mRNA的结合都是蛋白质合成所不可缺少的。抗生素通过干扰细菌核糖体的形成，或阻止tRNA和mRNA的结合，来干扰细菌蛋白质的合成，抑制细菌的生长，因此可用于因细菌感染而引起的疾病。